JPS641448Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はエンジンの排気ガス浄化装置に関する
ものである。

（従来の技術） 一般に、エンジンの排気ガス浄化装置は、排気
通路に触媒コンバータを介設し、それによつて排
気ガス中の未燃成分を除去するように構成されて
いる。

ところが、このような装置では、触媒コンバー
タにおいて触媒が排気ガスと反応して高温とな
り、高温状態が長く続くことにより触媒コンバー
タが早期に劣劣化して、浄化性能が低下するとい
う問題がある。

そこで、そのような問題を解決するものとし
て、例えば特公昭51−29247号公報に記載される
ように、エンジンと排気浄化装置とを接続する排
気通路を互いに並列の比較的短い第１排気路と比
較的長い第２排気路とで構成させると共に該排気
通路にエンジンの出力の大小に応じて開閉する出
力応動弁を設けてエンジンの出力増大時は第２排
気路側の流量が増大するようにしたものがある。

（考案が解決しようとする問題点） ところが、上記装置では、前記出力応動弁を、
エンジンに近い第２排気路の上流部分（冷却用外
周フインよりも上流側）に設けているので、前記
出力応動弁に接触する排気ガスの温度が高く、前
記出力応動弁が焼付けを起こすおそれがあるし、
また、前記出力応動弁を絞り弁に連動させている
ので、構造が複雑になるという不具合がある。

本考案は、触媒コンバータの上流の排気通路が
第１通路と、排気ガス冷却手段を備えた第２通路
とにより並列に構成された装置において、前記両
通路を流れる排気ガス量を調整する制御弁の焼付
けが防止されたエンジンの排気ガス浄化装置を提
供するものである。

また、本考案は、排圧を利用することにより、
簡単な構造でもつて前記制御弁の切換を行うこと
ができるエンジンの排気ガス浄化装置を提供する
ものである。

（課題を解決するための手段） 本考案は、排気通路に触媒コンバータを配設
し、該触媒コンバータ上流を、第１通路と、排気
ガス冷却手段を備えた第２通路とにより並列に構
成し、前記第１および第２通路への排気ガス量を
制御する制御弁を有するエンジンに対して適用さ
れる排気ガス浄化装置の改良である。

本考案は、上述した目的を達成するために、上
記エンジンにおいて、前記制御弁が、第１通路お
よび第２通路の下流合流部に配設されるととも
に、上記排気通路に接続された排圧導入通路から
の排圧に応動するアクチユエータにて排圧が高い
ときには上記第２通路への排気ガス量を増大すべ
く作動せしめられるように構成され、上記排圧導
入通路の途中に触媒コンバータの暖機状態に基づ
いて排気導入通路の連通状態を切換える切換弁が
設けられていることを特徴とするものである。

本考案は、排圧が排気ガス温度（したがつて触
媒コンバータの温度）とほぼ比例しかつ比較的大
きな値であることから、排圧を、制御弁を切換制
御する信号源および作動源として用いたものであ
る。

（作用） 触媒コンバータの暖機状態に基づいて排圧導入
通路が切換弁にて連通されると、排圧が高い状態
（排気ガス温度が高く、触媒コンバータの温度が
高い状態）では、排気ガス冷却手段を備えた第２
通路への排気ガス量が増大するようにアクチユエ
ータによつて制御弁が作動せしめられるので、排
気ガスが排気ガス冷却手段にて適度に冷却され、
制御弁の焼付け及び触媒コンバータの熱劣化が防
止される。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に沿つて詳細に説
明する。

１はエンジン本体（シリンダヘツド）、２，３
はそれぞれエンジンの燃焼室に連通する吸気通路
および排気通路である。この吸気通路２および排
気通路３を構成する吸気管４および排気管５は、
エンジン本体１に対して同一方向に接続されてい
る。

前記排気通路３は、その途中に触媒コンバータ
６が配設され、しかして該触媒コンバータ６の上
流側部分が、第１通路３ａと、排気ガス冷却手段
７を備えた第２通路３ｂとにより並列に構成され
ている。前記両通路３ａ，３ｂの下流側合流部分
には、前記両通路３ａ，３ｂへの排気ガス量を制
御する制御弁すなわち具体的には、触媒コンバー
タ６の温度が高くなる運転状態で第２通路３ｂへ
の排気ガス量を増大させる制御弁が配設されてい
る。

前記排気ガス冷却手段７は、第２通路３ｂに隣
接して設けた水室９と、吸気管４に設けた吸気加
熱のためのウオータジヤケツト１０に連通した冷
却水通路１１とにより構成されている。前記水室
９の部位で第２通路３ｂは蛇腹状となつて接触面
積が大きく形成され、熱交換器として作用するよ
うになつている。また、冷却水通路１１は、ウオ
ータジヤケツト１０よりエンジ冷却水を水室９内
へ導く第１水通路１１ａと、水室９よりウオータ
ジヤケツト１０へエンジン冷却水を戻す第２水通
路１１ｂとからなる。

１２はO₂センサ（酸素濃度センサ）で第１通
路３ａと第２通路３ｂとの合流部分によりさらに
下流側の排気通路３に配設されている。このO₂
センサ１２にて検出された酸素濃度に応じてコン
トローラ１３により、フイードバツク式気化器１
４の燃料供給量が制御され、それによつて空燃比
が適正値にコントロールされる。

１５は吸着部材で、排気通路３の第２通路３ｂ
の前記排気ガス冷却手段７の下流に配設されてい
る。この吸着部材１５は、主として、オイル、燃
料中に含有される有害金属（鉛、リン）が触媒コ
ンバータ６に付着するとその浄化機能を低下させ
ることになるので、そのような浄化機能の低下を
防止するために有害金属を除去するものである。
前記吸着部材１５としては、例えば有害金属を吸
着可能でかつ排気ガスの抵抗とならないところの
多孔質で耐熱性のあるセラミツク部材が用いられ
る。その場合、セラミツク部材に触媒金属を設け
るようにしてもよい。

１６は触媒コンバータ６の温度を検出する触媒
温度センサ、１７はエンジン本体１に設けた水温
センサで、両センサ１６，１７よりの信号がコン
トローラ１３に入力されるようになつている。

１８はダイヤフラム装置（アクチユエータ）
で、制御弁８を、第１通路３ａを閉じ第２通路３
ｂを開く第１位置P₁と、第１通路３ａを開き第
２通路３ｂを閉じる第２位置P₂との間で排圧に
よつて切換えるようになつている。

このダイヤフラム装置１８は、ケーシング１８
ａがダイヤフラム１８ｂにて第１室１８ｃと第２
室１８ｄとに画成され、第１室１８ｃは排圧導入
通路１９を介して排気通路３に接続され、また、
第２室１８ｄはスプリング１８ｅが縮装されて排
圧導入通路１９からの排圧に応動するようになつ
ている。しかして、前記ダイヤフラム１８ｂがロ
ツド部材２０を介して制御弁８に連係され、排圧
が高いとき、第２通路３ｂへの排気ガス量が増大
するように制御弁８が作動するようになつてい
る。

前記排圧導入通路１９の途中には切換弁として
の三方弁２１が介設され、しかして該三方弁２１
が、触媒コンバータ６の温度（触媒温度センサ１
６）が低い場合またはエンジン冷却水の温度（温
度センサ１７）が低い場合にはソレノイド２６を
消磁して排気通路３を大気孔２１ａを通じて排気
通路３を大気に開放する一方、その他の場合には
ソレノイド２２を励磁して前記第１室１８ｃと排
気通路３とを連通するように構成されている。

しかして、上記第１室１８ｃと排気通路３とが
排圧導入通路１９を介して連通されている場合
は、排圧が制御弁８を切換えるための作動源かつ
信号源となる。すなわち、排圧は、スロツトル開
度およびエンジン回転数に略比例し、排気ガス温
度（触媒コンバータ６の温度）にも略比例対応す
るので、前記スロツトル開度およびエンジン回転
数によつて第２図に示すように一定の排圧ライン
Ａを設定し、この排圧ラインＡ以上の領域S₁では
排気ガス温度が高くなるので、第２通路３ｂへの
排気ガス量を増大させるように制御弁８が第１位
置P₁に切換制御される。一方、排圧ラインＡ以
下の領域S₂では排気ガス温度が高くないので、制
御弁８は第２位置P₂となる。なお、スロツトル
開度が設定値以下にあるとき（例えば減速時）に
は、排気ガス温度があまり高くならないので、そ
の場合には排圧が排圧ラインＡ以上となつても、
制御弁８を第２位置P₂とするようにしてもよい。

２２はEGR通路（排気ガス還流通路）で、吸
気通路２の絞り弁２４下流と、第２通路３ｂの吸
着部材１５下流とを接続し、その途中にEGR制
御弁２５が介設されている。このEGR制御弁２
５のソレノイド２６がコントローラ１３にて制御
され、排気ガス還流量をコントロールするように
なつている。

２７は消音器で、排気通路３の触媒コンバータ
６下流に配設されている。

上記のように構成すれば、低負荷時には、エン
ジン冷却水の温度または触媒コンバータ６の温度
が低いので、排圧導入通路１９は三方弁２１にて
閉じられ、制御弁８が第２位置P₂となり、第１
通路３ａを通じて排気ガスが流れる。したがつ
て、排気ガスが第２通路３ｂを通じて、冷却され
ることなく、触媒コンバータ６に達することにな
り、触媒コンバータ６が、効果的に浄化機能を発
揮する所定の温度まで早期に昇温される。なお、
この昇温は、第１通路３ａが第２通路３ｂよりも
小径でかつ短いことにより助長される。

また、中高負荷時には、エンジン冷却水の温度
触媒コンバータ６の温度が設定値よりも高くなる
ので、三方弁２１が切換制御され、ダイラフラム
装置１８の第１室１８ｃと排気通路３とが排圧導
入通路１９を介して連通される。しかして、排気
ガスの温度が上昇し、排圧が、第２図に示す排圧
ラインＡ以上になる中負荷時には、その排圧の程
度に応じてダイヤフラム装置１８により制御弁８
が切換制御され、第２通路３ｂが開かれる。これ
によつて、排気ガスの一部が第２通路３ｂを流れ
ることとなり、排気ガス冷却手段７にて冷却され
ると共に、吸着部材１５にて有害金属が吸着除去
される。さらに、排気ガスの温度が上昇して排圧
が大きくなる高負荷時には、制御弁８は第１位置
P₁となり、排気ガスは全て第２通路３ｂを流れ
る。

このように、排気ガスが第２通路３ｂを通じて
流れ、排気ガス冷却手段７にて適度に冷却される
ので、触媒コンバータ６の熱劣化が防止され、ま
た、制御弁８の焼付けも防止され、排気ガスの浄
化が効率よく行われる。

なお、上記実施例では、吸着部材１５が第２通
路３ｂにおいて排気ガス冷却手段７の下流側に設
けられているが、その上流側に設けてもよい。こ
のように、吸着部材１５を第２通路３ｂのみに配
設することで、触媒コンバータ６を効率よく機能
させるには所定の温度以上であることが望ましい
から、例えば冷間始動時には第１通路３ａのみを
通じて排気ガスを流し、触媒コンバータ６の早期
昇温を図ることができる。

上記実施例では、EGR通路２３の上流端を第
２通路３ｂの吸着部材１５下流に開口させている
が、制御弁８の下流に設けるようにしてもよい
（第１図二点鎖線参照。）このようにすると、排圧
は、制御弁の切換によつて大きく変動しないの
で、排気ガス還流を安定して行うことができる。

また、上記実施例では、エンジンは気化器方式
であるが、燃料噴射方式であつてもよいし、ま
た、排気ガス冷却手段７を、水冷式の代わりに、
空冷式としてもよい。

（考案の効果） 本考案は、上記のように、排気ガス冷却手段の
下流に制御弁を配設したため、該制御弁にて制御
される排気ガスは冷却されていることとなり、制
御弁の焼付けを防止した状態で触媒コンバータの
早期劣化に伴う浄化性能の低下を抑制でき、ま
た、排圧を用いているため、簡単な構造で、制御
弁の切換を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示すエンジンの排気
ガス浄化装置の全体構成図、第２図は制御弁を排
圧で切換制御する場合の説明図である。 １……エンジン本体、２……吸気通路、３……
排気通路、３ａ……第１通路、３ｂ……第２通
路、６……触媒コンバータ、７……排気ガス冷却
手段、８……制御弁、１８……ダイヤフラム装
置、１９……排圧導入通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気通路に触媒コンバータを配設し、該触媒コ
   ンバータ上流を、第１通路と、排気ガス冷却手段
   を備えた第２通路とにより並列に構成し、前記第
   １および第２通路への排気ガス量を制御する制御
   弁を有するエンジンにおいて、前記制御弁が、第
   １通路および第２通路の下流合流部に配設される
   とともに、上記排気通路に接続された排圧導入通
   路からの排圧に応動するアクチユエータにて排圧
   が高いときには上記第２通路への排気ガス量を増
   大すべく作動せしめられるように構成され、上記
   排圧導入通路の途中に触媒コンバータの暖機状態
   に基づいて排気導入通路の連通状態を切換える切
   換弁が設けられていることを特徴とするエンジン
   の排気ガス浄化装置。